(57)【要約】【課題】  本発明は、簡単な構成により、光の取出し効率を向上させるようにした面光源装置特にＥＬ素子を提供することを目的とする。【解決手段】  平坦な発光面を有する面発光素子１１と、上記面発光素子の発光面に対向して備えられた指向性制御手段１２，１３と、を含んでおり、上記面発光素子の発光面から出射する光の分光放射分布が、正面所定角度だけずれた方向に輝度ピークを有するように、面光源装置１０を構成する。【選択図】        図１
2005353431.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平坦な発光面を有する面発光素子と、上記面発光素子の発光面に対向して備えられた指向性制御手段と、を含んでいる、面光源装置において、
上記面発光素子の発光面から出射する光の分光放射分布が、正面から所定角度だけずれた方向に輝度ピークを有していることを特徴とする、面光源装置。
【請求項２】
上記面発光素子が、扁平な透光性材料から成る基材と、この基材の下面に配設された一対の陽極及び陰極から成る電極間に少なくとも発光層を有するエレクトロルミネセント素子であって、上記基材の上面に、上記指向性制御手段を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
上記指向性制御手段が、少なくとも一つのプリズムパターンを有していることを特徴とする、請求項１または２に記載の面光源装置。
【請求項４】
上記指向性制御手段の少なくとも一つのプリズムパターンが、上記発光面の表面に沿って一方向に連続して形成された複数個の細長い断面三角形状のプリズムから構成されていることを特徴とする、請求項３に記載の面光源装置。
【請求項５】
上記指向性制御手段の少なくとも一つのプリズムパターンが、微小レンズアレイであることを特徴とする、請求項３または４に記載の面光源装置。
【請求項６】
上記微小レンズアレイが、上記発光面に沿って互いに直交する二方向に並んで配列された複数個の正四角錐状で且つ断面が頂角９０度の三角形状のレンズ素子から構成されていることを特徴とする、請求項５に記載の面光源装置。
【請求項７】
上記面発光素子の分光放射分布の輝度ピークが、０度から７０度までの角度範囲に位置することを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の面光源装置。
【請求項８】
上記面発光素子の分光放射分布の輝度ピークが、４５乃至５０度の角度範囲に位置することを特徴とする、請求項１から６の何れかに記載の面光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶表示装置等の表示装置をバック照明するためのバックライト装置として使用される面光源装置特にエレクトロルミネセント素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このようなエレクトロルミネセント素子（以下、ＥＬ素子という）として、特許文献１にＥＬ素子が開示されている。
特許文献１におけるＥＬ素子１は、図１１に示すように構成されている。
図１１において、ＥＬ素子１は、透明基板２と、透明基板２の下面に形成された透明電極３と、透明電極３の下面に形成された有機層４と、有機層４の下面に形成された裏面電極５と、上記透明基板２の出射面である上面に設けられた微小レンズアレイ素子６と、から構成されている。
【０００３】
上記透明基板２は、扁平なほぼ長方形状の透光性材料から構成されている。
上記透明電極３は、例えばＩＴＯ等から構成されている。
上記有機層４は、発光層として作用し、光を発生させる。
上記裏面電極５は、例えばアルミニウム蒸着膜等から構成されており、透明電極３と共に、有機層４に対して電圧を印加するようになっている。
【０００４】
さらに、上記微小レンズアレイ素子６は、上記透明基板２の表面に一体に構成されており、図１２及び図１３に示すように、外側に露出した上面が、上記透明基板２の長辺方向及び短辺方向に沿って、所定の配列ピッチ（例えば０．０１乃至０．１ｍｍ程度）で並んでいる配置枠６ａを有しており、図１２に示すように、各配置枠６ａの表面が、上方に向かって突出した正四角錐状のレンズ素子６ｂを形成している。
【０００５】
各レンズ素子６ｂは、その正四角錐の底面が、上記配置枠６ａの周縁と一致するようにほぼ正方形に形成されることにより、互いに隣接するレンズ素子６ｂ同士が互いに隙間なく配置されている。
【０００６】
このような構成のＥＬ素子１によれば、透明電極３と裏面電極５との間に、図示しない駆動電源から所定の駆動電圧を印加することにより、有機層４が発光し、有機層４からの光が、透明電極３，透明基板２そして微小レンズアレイ素子６を介して、透明基板２の上方に出射する。
これにより、ＥＬ素子１から上方に出射する光によって、ＥＬ素子１の上方に配置された例えば液晶表示装置等の表示装置がバック照明されることになる。
【０００７】
その際、下方から透明基板２内に入射した光は、透明基板２の上面に向かって進み、透明基板２の上面に設けられた微小レンズアレイ素子６の各レンズ素子６ｂに入射する。これにより、透明基板２の上面に内側から入射する光の入射角が、実際には各レンズ素子６ｂに入射することになる。
従って、下方から透明基板２の上面に向かって進む光は、各レンズ素子６ｂの内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって確実に出射する。
【０００８】
これにより、透明基板２からの光の取出し効率が向上するので、例えばＥＬ素子１を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。
また、有機層１３から出射する光を完全拡散発光とすると、各レンズ素子６ｂには、全方向から均等に光が入射することになるが、各レンズ素子６ｂが四角錐状に形成されていることにより、全方向からの光を上方に向かって導くことができる。これにより、光の取出し効率がより一層向上することになる。
【特許文献１】特開２００３−０５９６４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このようなＥＬ素子１においては、その構成によっては、微小レンズアレイ素子６による輝度向上効果が十分に得られないことがある。
これは、ＥＬ素子１の有機層４からの分光放射分布をランバーシアン分布（等方分布）であると擬制しているが、ＥＬ素子１の分光放射分布は、実際にはその輝度ピークが正面方向からずれた放射分布となることがあるからである。
【００１０】
また、上記微小レンズアレイ素子６においては、正面方向の入射光は全反射されることになるので、実際に正面方向に出射される光は、正面方向以外の入射光によるものであると推測される。従って、有機層４の分光放射分布としては、正面以外に輝度ピークを有していると、上記微小レンズアレイ素子６による輝度向上効果が向上することになる。
これに対して、このような微小レンズアレイ素子６による輝度向上効果を十分に発揮させるためのＥＬ素子１に関する具体的な指針がないことから、実際には、微小レンズアレイ素子６を含むＥＬ素子１を組み立てた状態で全体の分光放射分布を確認し、所望の輝度向上効果が得られたものを選別する必要があった。
従って、微小レンズアレイ素子６の輝度向上効果を十分に利用することができず、高効率且つ高輝度のＥＬ素子１を得ることが困難であった。
【００１１】
さらに、このような微小レンズアレイ素子６による正面方向の輝度向上効果は、ＥＬ素子１に限らず、他の種類の面光源装置においても同様の問題があった。
【００１２】
本発明は、以上の点から、簡単な構成により、光の取出し効率を向上させるようにした面光源装置特にＥＬ素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的は、本発明によれば、平坦な発光面を有する面発光素子と、上記面発光素子の発光面に対向して備えられた指向性制御手段と、を含んでいる、面光源装置において、上記面発光素子の発光面から出射する光の分光放射分布が、正面から所定角度だけずれた方向に輝度ピークを有していることを特徴とする、面光源装置により、達成される。
【００１４】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記面発光素子が、扁平な透光性材料から成る基材と、この基材の下面に配設された一対の陽極及び陰極から成る電極間に少なくとも発光層を有するエレクトロルミネセント素子であって、上記基材の上面に、上記指向性制御手段を備えている。
【００１５】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記指向性制御手段が、少なくとも一つのプリズムパターンを有している。
【００１６】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記指向性制御手段の少なくとも一つのプリズムパターンが、上記発光面の表面に沿って一方向に連続して形成された複数個の細長い断面三角形状のプリズムから構成されている。
【００１７】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記指向性制御手段の少なくとも一つのプリズムパターンが、微小レンズアレイである。
【００１８】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記微小レンズアレイが、上記発光面に沿って互いに直交する二方向に並んで配列された複数個の正四角錐状で且つ断面が頂角９０度の三角形状のレンズ素子から構成されている。
【００１９】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記面発光素子の分光放射分布の輝度ピークが、０度から７０度までの角度範囲に位置する。
【００２０】
本発明による面光源装置は、好ましくは、上記面発光素子の分光放射分布の輝度ピークが、４５乃至５０度の角度範囲に位置する。
【発明の効果】
【００２１】
上記構成によれば、面発光素子から出射した光は、対向して配置された指向性制御手段に入射することにより、平坦な表面に入射する場合と比較して入射角が変化するので、各レンズ素子の内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって出射することになる。
【００２２】
その際、面発光素子から出射する光の分光放射分布が、正面に対して所定角度だけ、好ましくは０度から７０度の角度範囲でずれた方向に輝度ピークを有していることから、上記指向性制御手段の上記方向に関する出射角に対する出力分布特性とほぼ整合することになり、面発光素子からの光の取出し効率が向上することになる。
従って、上記面光源装置を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に対応することができる。
【００２３】
上記面発光素子が、扁平な透光性材料から成る基材と、この基材の下面に配設された一対の陽極及び陰極から成る電極間に少なくとも発光層を有するエレクトロルミネセント素子であって、上記基材の上面に、上記指向性制御手段を備えている場合には、発光層から出射した光は、発光層から基材を通って、基材の表面に備えられた指向性制御手段を通って、上方に出射することになる。
従って、同様に、面発光素子から出射する光の分光放射分布が、正面に対して所定角度だけずれた方向に輝度ピークを有していることから、上記指向性制御手段の上記方向に関する出射角に対する出力分布特性とほぼ整合することになり、面発光素子からの光の取出し効率が向上することになる。
【００２４】
上記指向性制御手段が、少なくとも一つのプリズムパターンを有している場合には、面発光素子から出射する光が、このプリズムパターンを構成する個々のプリズムによって、出射角が制御されることになり、面発光素子から出射する光の分光放射分布が、上記指向性制御手段の上記方向に関する出射角に対する出力分布特性とほぼ整合して、面発光素子からの光の取出し効率が向上することになる。
【００２５】
上記指向性制御手段の少なくとも一つのプリズムパターンが、上記発光面の表面に沿って一方向に連続して形成された複数個の細長い断面三角形状のプリズムから構成されている場合には、面発光素子から出射する光が、このプリズムパターンを構成する個々の細長い断面三角形状のプリズムによって、出射角が制御されることになり、面発光素子から出射する光の分光放射分布が、上記指向性制御手段の上記方向に関する出射角に対する出力分布特性とほぼ整合して、面発光素子からの光の取出し効率が向上することになる。
【００２６】
上記指向性制御手段の少なくとも一つのプリズムパターンが、微小レンズアレイであって、特に上記微小レンズアレイが、上記発光面に沿って互いに直交する二方向に並んで配列された複数個の正四角錐状で且つ断面が頂角９０度の三角形状のレンズ素子から構成されている場合には、面発光素子から出射した光は、対向して配置された微小レンズアレイ素子の正四角錐状の各レンズ素子の傾斜した内面に入射することにより、平坦な表面に入射する場合と比較して入射角が変化するので、各レンズ素子の内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって出射することになる。
その際、面発光素子から出射する光の分光放射分布が、上記レンズ素子の配列方向に関して所定角度だけ、好ましくは０度から７０度の角度範囲でずれた方向に輝度ピークを有していることから、上記微小レンズアレイ素子の上記方向に関する出射角に対する出力分布特性とほぼ整合することになり、面発光素子からの光の取出し効率が向上することになる。従って、上記面光源装置を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に対応することができる。
【００２７】
上記面発光素子の分光放射分布の輝度ピークが、４５乃至５０度の角度範囲に位置する場合には、面発光素子から出射する光が、上記指向性制御手段によって、より一層効果的に正面方向に集束されることになり、さらに光の取出し効率が向上することになる。
【００２８】
このようにして、本発明による面光源装置によれば、面発光素子の発光面に対向して備えられた指向性制御手段、特にプリズムパターンの各プリズム、好ましくは微小レンズアレイの正四角錐状の各レンズ素子によって、面発光素子の発光面からの光の入射角を変更して、基材表面における全反射を低減させると共に、指向性制御手段の入射角による出力分布特性に整合させることにより、面発光素子からの光の取出し効率を向上させることができる。
【００２９】
従って、面発光素子特にエレクトロルミネセント素子の表面に配置された表示素子のバック照明がより明るくなるので、表示素子の視認性が向上すると共に、面光源装置の省電力化に対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、この発明の好適な実施形態を図１乃至図６を参照しながら、詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００３１】
図１は、本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示している。
図１において、面光源装置１０は、面発光素子１１と、指向性制御手段としての微小レンズアレイ素子１２及び輝度向上フィルム１３と、から構成されている。
上記面発光素子１１は、図示の場合、ＥＬ素子として構成されており、図１０に示した従来のＥＬ素子と同様に、透明基板の下面に順次に構成された透明電極，有機層及び裏面電極から構成されている。
【００３２】
上記微小レンズアレイ素子１２は、ガラス基板１２ａと、ガラス基板１２ａの上面に備えられた微小レンズアレイフィルム１２ｂと、から構成されている。
この微小レンズアレイフィルム１２ｂは、基材としてＰＥＴフィルムを使用して、図１１に示した従来のＥＬ素子１における微小レンズアレイ素子６と同様に、上面が、ガラス基板１２ａの長辺方向及び短辺方向に沿って、所定の配列ピッチで並んでいる配置枠１２ｃを有しており、各配置枠１２ｃの表面が、上方に向かって突出した正四角錐状のレンズ素子１２ｄを形成している。
【００３３】
各レンズ素子１２ｄは、その正四角錐の底面が、上記配置枠１２ｃの周縁と一致するようにほぼ正方形に形成されることにより、互いに隣接するレンズ素子１２ｄ同士が互いに隙間なく配置されていると共に、その上記配列方向の断面における頂角が９０度に選定されている。
【００３４】
さらに、上記面光源装置１０においては、上記面発光素子１１の発光面から出射する光の分光放射分布が、上記レンズ素子１２ｄの配列方向に関して、正面（０度）から所定角度、例えば０度から７０度の角度範囲、好ましくは４５度乃至５０度の角度範囲の所定角度だけずれた方向に輝度ピークを有するように構成されている。
【００３５】
また、上記輝度向上フィルム１３は、微小プリズム構造を備えた樹脂製フィルムから成り、一方向に連続して形成された複数個の細長い断面三角形状のプリズムから構成されている。個々のプリズムの形状に基づいて、種々の入射角の入射光を正面方向に集束させるように構成されている。
ここで、上記輝度向上フィルム１３としては、例えば所謂３Ｍ社のＴｈｉｎＢＥＦとして市販されているものが使用され得る。本実施例においては、膜厚６２μｍのポリエステルフィルム層上に、アクリル系樹脂から成るプリズム角度９０度，プリズムピッチ２４μｍのプリズムパターンを均一に精密成形したものを用いた。
【００３６】
本発明実施形態による面光源装置１０は、以上のように構成されており、面発光素子１１の透明電極と裏面電極との間に駆動電源から所定の駆動電圧を印加することにより、その有機層が発光し、有機層からの光が、上記透明電極，透明基板を介して、上方に出射し、微小レンズアレイ素子１２に入射する。
そして、微小レンズアレイ素子１２の各レンズ素子１２ｄに入射した光は、その入射角が小さくなることから、各レンズ素子１２ｄの内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって確実に出射する。
【００３７】
その際、面発光素子１１から出射する光の分光放射分布における輝度ピークが、正面方向（０度）に対して所定角度だけずれていることから、微小レンズアレイ素子１２即ち微小レンズアレイフィルム１２ｂの入射角に対する出力分布特性と整合することになり、面発光素子１１からの光の取出し効率が向上することになり、さらに輝度向上フィルム１３により集束されることにより、正面方向に導かれるので、例えば面光源装置１０を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。
【００３８】
ここで、微小レンズアレイ素子１２の入射角に対する出力分布特性は、例えば図２に示すように、入射角θにて円筒レンズ２０を介してレーザ光Ｌを入射させて、出射角φに対する出力分布を出力センサ２１で検出することにより、測定される。
このような測定により、図３及び図４に示す測定結果が得られた。
【００３９】
図３において、符号Ａは、ガラス基板１２ａのみの場合の透過可能な入射角θの範囲を示し、また符号Ｂは、ガラス基板１２ａ及び微小レンズアレイフィルム１２ｂの場合の透過可能な入射角θの範囲を示している。これにより、微小レンズアレイフィルム１２ｂの存在により、より広い入射角θの範囲の光が透過し得ることが分かる。
【００４０】
これに対して、図３において、符号Ｃは、ガラス基板１２ａのみの場合の出力角度範囲及び出力分布を、また符号Ｄは、ガラス基板１２ａ及び微小レンズアレイフィルム１２ｂの場合の出力角度範囲及び出力分布を示している。ここで、出力分布における強度は、正面（０度）を１として規格化されている。
従って、微小レンズアレイ素子１２即ち微小レンズアレイフィルム１２ｂの出力分布特性に関して、正面に対してどの程度の強度の出力光であるかが分かるようになっている。
即ち、正面０度から外れるにつれて、出力強度が増大して、４５度乃至５０度の角度範囲で出力が最も大きくなると共に、７０度を超えると急激に出力が低下することが分かる。
また、図４において、種々の入射角θに対する最大出力を与える出射角φ及び出力が示されている。
【００４１】
このような微小レンズアレイ素子１２の出力分布特性に対応して、上記面発光素子１１は、微小レンズアレイ素子１２の各レンズ素子１２ｄの配列方向に関して、正面を０度として、０乃至７０度、好ましくは４５度乃至５０度の角度範囲にて、その分光放射分布の輝度ピークを備えることによって、当該面発光素子１１から出射される光が、高い効率で微小レンズアレイ素子１２を透過して、外部に出射することになる。
【００４２】
このようにして、本発明による面光源装置１０によれば、面発光素子１１の分光放射分布における輝度ピークが、微小レンズアレイ素子１２の各レンズ素子１２ｄの配列方向に関して正面（０度）から所定角度だけずれていることにより、微小レンズアレイ素子１２の出力分布特性と整合することになり、面発光素子１１からの出射光の取出し効率が向上することになる。
従って、面光源装置１０を例えば各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。
【００４３】
ここで、上記輝度向上フィルム１３は、省略されてもよい。この場合、面光源装置１０における面発光素子１１の分光放射分布の輝度ピークは、輝度向上フィルム１３による集束が行なわれないことから、図２に示した微小レンズアレイ素子１２の最大出力を与える出射角φに対応して、角度１５乃至２０度だけずれていればよい。
【００４４】
ここで、上記面光源装置１０の効果を確認するための実験を行なったところ、図５に示す結果が得られた。
即ち、実験では、第一サンプルＳ１は面発光素子１１単体のみから構成され、第二サンプルＳ２は面発光素子１１及び微小レンズアレイ素子１２から構成され、第三サンプルＳ３は面発光素子１１及び微小レンズアレイ１２及び輝度向上フィルム１３から構成され、さらに第四サンプルＳ４は面発光素子１１及び微小レンズアレイ１２と二枚の互いに集束方向が９０度ずれるように配置された輝度向上フィルム１３から構成されている。
これに対して、比較例として、上記各サンプルＳ１乃至Ｓ４に使用する面発光素子１１の代わりにランバーシアン分布に近い放射分布を備えた面発光素子を使用して同様の実験を行なったところ、図６に示す結果が得られた。
【００４５】
これらのサンプルを使用して、図２の測定方法にて、同様の出力分布の測定を行なったところ、図５及び図６に示すように、各サンプルにおける出力分布が得られた。
ここで、図６においては、第二サンプルＳ２で約１．７倍，第四サンプルＳ４で２．３倍の正面輝度向上効果が得られるのに対して、図５においては、角度６０度付近に輝度ピークを有する面発光素子を使用することによって、第二サンプルＳ２出約２．０倍，第四サンプルＳ４では約３．０倍の正面輝度向上効果が得られた。
【００４６】
このようにして、面発光素子１１と微小レンズアレイ素子１２を組み合わせた面光源装置１０において、従来のように微小レンズアレイ素子１２単独の性能では得られなかった正面輝度の向上が得られることになり、より高効率でより高輝度の面光源装置を必要とする表示装置等の各種装置への適用が可能になる。
【実施例２】
【００４７】
図１１は、本発明による面光源装置の第二の実施形態の構成を示している。
図１１において、面光源装置３０は、面発光素子３１と、指向性制御手段としての微小レンズアレイ素子３２と、から構成されている。
【００４８】
上記面発光素子１１は、図示の場合、有機ＥＬ素子として構成されており、図１０に示した従来のＥＬ素子と同様に、透明基板の下面に順次に構成された透明電極，有機層及び裏面電極から構成される。
さらに、上記面光源素子１１は、公知のように、発光部である有機層と金属陰極である裏面電極までの光学長を調整することによって、分光放射分布の輝度ピークが正面からずれるように、構成される。
【００４９】
例えば、上記面光源素子１１は、ＩＴＯ膜／α−ＮＰＤ／Ａｌｑ3 ：Ｃ５４５Ｔ／ＬｉＦ／Ａｌから構成されている。
ここで、α−ＮＰＤは、Ｎ，Ｎ’−ｄｉ−１−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−（１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ）−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅであり、Ａｌｑ3 は、Ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｅ−Ｎ１，Ｏ８）ａｌｕｍｉｎｉｕｍであり、Ｃ５４５Ｔは、１０−（２−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌ）−２，３，６，７−ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏ−１，１，７，７−ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌ−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−（１）ｂｅｎｚｏｐｙｒａｎｏ（６，７，８−ｉｊ）ｑｕｉｎｏｌｉｚｉｎ−１１−ｏｎｅである。
【００５０】
上記微小レンズアレイ素子３２は、前述した面光源素子１０における微小レンズアレイ素子１２と同様の構成である。
【００５１】
このような構成の面光源装置３０によれば、前述した面光源装置１０と同様にして、面発光素子３１の透明電極と裏面電極との間に駆動電源から所定の駆動電圧を印加することにより、その有機層が発光し、有機層からの光が、上記透明電極，透明基板を介して、上方に出射し、微小レンズアレイ素子３２に入射する。  そして、微小レンズアレイ素子３２の各レンズ素子に入射した光は、その入射角が小さくなることから、各レンズ素子の内面にて全反射されるようなことなく、上方に向かって確実に出射する。
【００５２】
その際、面発光素子１１から出射する光の分光放射分布における輝度ピークが、正面方向（０度）に対して所定角度だけずれていることから、微小レンズアレイ素子３２即ち微小レンズアレイフィルムの入射角に対する出力分布特性と整合することになり、面発光素子３１からの光の取出し効率が向上することになり、例えば面光源装置３０を各種表示装置のバック照明として使用する場合に、表示装置の高輝度化や省電力化に容易に対応することができる。
【００５３】
以下に、上記面光源装置３０における具体的な実験結果を説明する。
図８に示すように、面発光素子３１を構成する前記α−ＮＰＤ及びＡｌｑ3 ：Ｃ５４５Ｔの膜厚を変化させた三種類のサンプルＳＡ，ＳＢ，ＳＣを作製した。
即ち、サンプルＳＡは、α−ＮＰＤ及びＡｌｑ3 ：Ｃ５４５Ｔの膜厚がそれぞれ５０ｎｍ，１５０ｎｍであり、サンプルＳＢは、１５０ｎｍ，５０ｎｍであり、サンプルＳＣは、７０ｎｍ，５０ｎｍである。
そして、これらのサンプルＳＡ，ＳＢ，ＳＣのサンプル単体と、各サンプルＳＡ，ＳＢ，ＳＣに対して微小レンズアレイ素子３２を装着した三種類の面光源装置について、正面輝度に対する各出力角での輝度を測定したところ、図９に示すような、分光放射分布曲線が得られた。
ここで、分光放射分布の輝度ピークは、サンプルＳＡが約４５度，サンプルＳＢ，ＳＣが０から５度となった。
これに対して、微小レンズアレイ素子３２と組み合わせた場合には、何れのサンプルＳＡ，ＳＢ，ＳＣも、分光放射分布の輝度ピークが約０度となった。
【００５４】
そして、各サンプルＳＡ，ＳＢ，ＳＣについて、単体と微小レンズアレイ素子と組み合わせた場合について、輝度ピークにおける輝度向上効果を数値化すると、図１０に示すようになり、輝度ピークが０から５度であるサンプルＳＢ，ＳＣでは、輝度向上効果が１．５乃至１．８倍程度であるが、輝度ピークが約４５度と正面からずれているサンプルＳＡでは、輝度向上効果が約２．５倍と、高い輝度向上効果が確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
上述した実施形態においては、微小レンズアレイ素子１２の各レンズ素子１２ｄとして、上方に突出した正四角錐状のレンズ素子１２ｄを使用した場合について説明したが、これに限らず、各レンズ素子は、上方または下方に延びる凸状または凹状の円錐または多角錐状に形成されていてもよい。
また、上述した実施形態においては、微小レンズアレイ素子１２が、面発光素子１１と別体に構成されているが、面発光素子の透明基板と一体に構成されていてもよい。
【００５６】
さらに、上述した実施形態においては、面発光素子１１としてＥＬ素子が使用されているが、これに限らず、ＬＥＤを利用した面発光素子，ＣＦＬ等の線状光源を利用した面発光素子等の種々の構成の面発光素子、特に光源からの光を拡散させるために拡散部材を備えた面発光素子であってもよい。尚、拡散部材を備えた面発光素子の場合、拡散部材により上述した輝度ピークの正面方向からのずれを付与するようにすることも可能である。
【００５７】
以上述べたように、本発明によれば、簡単な構成により、光の取出し効率を向上させるようにした、面光源装置及びＥＬ素子が提供され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図２】図１の面光源装置における微小レンズアレイ素子の出力分布特性の測定を示す概略図である。
【図３】図２に従って測定されたガラス基板のみ及び微小レンズアレイ素子の出力分布特性を示すグラフである。
【図４】図２に従って測定されたガラス基板のみ及び微小レンズアレイ素子の入射角に対する最大出力を与える出射角及び出力を示す図である。
【図５】図１の面光源装置で使用される面発光素子，微小レンズアレイ素子，輝度向上フィルムの組合せによるサンプルＳ１乃至Ｓ４の出力分布特性を示すグラフである。
【図６】ランバーシアン特性を備えた面発光素子，微小レンズアレイ素子，輝度向上フィルムの組合せによるサンプルＳ１乃至Ｓ４の出力分布特性を示すグラフである。
【図７】本発明による面光源装置の第一の実施形態の構成を示す概略断面図である。
【図８】図７の面光源装置における面発光素子のサンプルの構成を示す図である。
【図９】図８の各サンプルの単体及び微小レンズアレイ素子との組合せの分光放射分布を示すグラフである。
【図１０】図８の各サンプルの輝度ピークを数値化した輝度向上効果を示す図である。
【図１１】従来の微小レンズアレイ素子を備えた面光源装置の一例の構成を示す概略断面図である。
【図１２】図１１の面光源装置における微小レンズアレイ素子の構成を示す部分拡大平面図である。
【図１３】図１１の面光源装置における微小レンズアレイ素子の構成を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０    面光源装置
１１    面発光素子
１２    微小レンズアレイ素子
１２ａ  ガラス基板
１２ｂ  微小レンズアレイフィルム
１２ｃ  配置枠
１２ｄ  レンズ素子
１３    輝度向上フィルム
２０    円筒レンズ
２１    出力センサ
３０    面光源装置
３１    面発光素子
３２    微小レンズアレイ素子
【図１】
2005353431.tif 000003
【図２】
2005353431.tif 000004
【図３】
2005353431.tif 000005
【図４】
2005353431.tif 000006
【図５】
2005353431.tif 000007
【図６】
2005353431.tif 000008
【図７】
2005353431.tif 000009
【図８】
2005353431.tif 000010
【図９】
2005353431.tif 000011
【図１０】
2005353431.tif 000012
【図１１】
2005353431.tif 000013
【図１２】
2005353431.tif 000014
【図１３】
2005353431.tif 000015